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Codificadores de ángulo: Cómo medir el ángulo usando codificadores (2)

May 10, 2017

Incremental vs Encoders angulares absolutos

Los codificadores de ángulo incremental sólo pueden registrar el desplazamiento desde una posición inicial arbitrariamente definida que se establece al arrancar. Esta posición inicial, denominada generalmente índice, crea sólo un pulso a lo largo de una rotación completa del disco de código. Esto permite que el dispositivo procese la señal del codificador para rastrear el número de vueltas completas del disco del codificador desde la posición inicial. Sin embargo, el pulso de índice no es único por lo que el número de rotaciones completas contadas a menudo se pierde si el dispositivo se apaga y debe ser rehomed en el arranque.

Un codificador de ángulo absoluto emite una palabra digital única para cada posición del disco de código. Los codificadores de ángulo absoluto de múltiples vueltas también rastrean el número total de revoluciones completas con una palabra digital. Por lo tanto, no hay necesidad de homing y la información no se pierde cuando el dispositivo se apaga. En el momento en que se enciende un codificador de ángulo absoluto, puede informar exactamente donde está leyendo la palabra digital de ese ángulo en particular.

Alcanzando una mayor resolución con codificadores de ángulo de cuadratura

La interpolación de la señal de un codificador de ángulo de cuadratura también puede proporcionar un aumento significativo de rendimiento, dependiendo de la implementación. Si el procesador del dispositivo receptor trata el borde delantero y de salida tanto del impulso A como del impulso B como impulsos individuales, cuadruplica la resolución efectiva del codificador angular. Por ejemplo, esta técnica de interpolación podría permitir que un codificador de cuadratura de 1024 PPR de la industria resuelva ángulos de sólo 0,088 grados.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los errores se multiplicarán junto con la resolución. Estos pueden degradar el rendimiento, lo que significa que un intento de aumentar la precisión del sistema mediante la creación de resoluciones más altas a través de la interpolación podría tener el resultado no deseado de amplificar un error y degradar el rendimiento del sistema. Este es un ejemplo de cómo una mayor resolución no mejora la precisión. Obtenga más información acerca de la precisión del codificador frente a la resolución del codificador aquí.

Los codificadores de ángulo en cuadratura también permiten controlar la dirección de esa rotación. En un codificador de cuadratura, el disco tiene dos conjuntos separados de marcas (canales) que están desplazados de manera que la señal para el canal B está desfasada en 90 grados (en cuadratura) con la del canal A. Esto permite que el dispositivo receptor determine la dirección de rotación.

Pregunta del cliente: ¿Cómo puedo medir el ángulo a 0.1 grados?

Respuesta: Asumiendo que usted está midiendo directamente el eje giratorio, comience por determinar la resolución requerida. Si desea medir a 0,1 grados, primero, determine si ese número se aplica a la resolución o precisión. Si la resolución, se necesita un codificador con 10 pulsos por grado. Si se multiplica por 360 grados, se obtiene una resolución requerida de 3600 PPR.

Por lo tanto, se puede usar un codificador de ángulo 3600PPR. Alternativamente, descodificando los bordes ascendentes y descendentes de los canales A y B de un codificador de cuadratura, puede cuadruplicar la resolución de un codificador de ángulo 900PPR para lograr la misma resolución efectiva, aunque también se amplificará cualquier error.

Desafortunadamente, esto es sólo la precisión teórica. Evalúe cualquier posible error en el sistema, incluyendo la alineación, los enlaces mecánicos, el juego en el sistema, etc. Si el sistema no puede posicionarse físicamente a 0,1 grados, es posible que tenga que reducir su especificación de resolución.